“双缘去对称化”柱[6]芳烃

发布日期:2022-05-09     浏览次数:次   

我院苏纪豪教授课题组在双缘去对称化柱[6]芳烃的合成及其性质研究方向取得重要进展,相关研究成果近日以“Rim-Differentiated” Pillar[6]arenes”为题,发表于《德国应用化学》Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 62, e202204589

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1967Charles Pedersen发表冠醚及其模板导向合成的开创性工作, 打开了大环化合物研究的大门,并引领了主客体和超分子化学的半个多世纪以来的发展。然而,在诸多大环芳烃中,对位亚甲基桥连的环番芳烃因其合成繁琐并未获得关注,直到2008年日本化学家Tomoki Ogoshi首次报道了由五个对苯二酚单元通过亚甲基对位桥连的柱[5]芳烃简易合成,之后此类大环骨架才开始获得超分子化学研究领域的青睐,并用于纳米载药体系及高分子材料化学中。

在柱芳烃大环骨架的各种修饰取代模式里,双缘去对称化柱芳烃(Rim-Differentiated Pillararenes)因其两缘可具有不同种类的化学官能团,是构筑双亲性自组装体系和纳米通道及表面修饰的理想结构,但是合成产率低,分离纯化难度高,是大环芳烃领域的一个挑战。苏纪豪教授课题组围绕这一难题展开研究,已在双缘去对称化柱[5]芳烃的合成优化、衍生化、手性化学及物理有机化学方面取得诸多进展 (J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 74; Org. Lett. 2019, 21, 3976; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3994; J. Org. Chem, 2020. 85, 11368)

苏纪豪教授课题组在运用其前期开发的预导向合成法来制备双缘去对称化柱[5]芳烃的过程中,收集粗产物进行晶体生长时,“偶然”发现另一成分的晶体。通过核磁共振、高分辨质谱以及X射线单晶衍射数据分析,确定了该化合物为八个潜在六元柱芳烃大环异构体之一,从而首次成功实现双缘去对称化柱[6]芳烃的合成、分离与表征。有趣的是,不同于同系列柱[5]芳烃采取标志性的柱状构象与上下不同两缘,此一双缘去对称化柱[6]芳烃在固态中具有类似杯[6]芳烃的1,3,5-交替构象与闭合的大环空腔。基于此发现,作者进一步研究了双缘去对称化柱[6]芳烃的模版引导合成、主客体性质、固态构象变化、以及通过外壁电荷转移相互作用的柱[6]芳烃-富勒烯复合物结构。

该研究工作在苏纪豪教授指导下完成,第一作者为课题组2020年硕士毕业生晁阳(现为天津大学Han Zuilhof课题组博士生)。此项研究工作也得益于Han Zuilhof教授的协助,并得到繁星科学基金(SN-ZJU-SIAS-006)与国家自然科学基金(2187120822011530163)的资助。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202204589

课题组网站链接: http://www.complexsystem.cn

 

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